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早前,小熊座8b(8 Ursae Minoris b)就被各方天文网站称作一颗“不该存在的行星”。按道理,它已经被命运判了死刑,最终的审判却迟迟没有降临。近日,来自北京大学、中国科学院大学、国家天文台、清华大学以及美国圣母大学的学者组成的国际研究团队发表了一篇论文,再次把小熊座8b和它背后的秘密展现在我们眼前……
这张图片展示了一颗系外行星被主恒星吞噬的场景。小熊座8b不知为何逃脱了这种命运。
不该存在的行星:小熊座8b
天文学家第一次发现系外行星小熊座8b(8 UMi b,也称作Halla)时便深感困惑。这颗行星应该早就被膨胀成红巨星的主星吞噬了,但它还好好地待在那里,锲而不舍地拽着它的恒星完成长达93天的公转周期。
此前,研究人员尝试用一个假说解释这种现象。他们认为,小熊座8b的宿主星小熊座8(8 UMi)曾经是一颗质量较低的恒星,有一颗近距离的恒星伴星。当它膨胀成一颗红巨星时吞噬了这颗伴星,导致它的内部结构发生了变化,并因此走上了另一条演化路径:它的体积不再膨胀,使小熊座8b免于被火舌吞没的命运。
验证这个假说的关键是确定主恒星小熊座8的年龄。如果这颗恒星年龄较大,也就是90亿年左右,假设的“双星合并”就有较大可能发生;如果这颗恒星比较年轻,合并的可能性就很小,小熊座8b身上的谜团也将继续存在。
年龄估测:三管齐下
最近,北京大学天文系博士陈慧玲及其研究小组开展了一项研究,以确定小熊座8的年龄。该团队使用了盖亚空间望远镜提供的位置信息和光度测量数据,以及上普罗旺斯天文台1.93米望远镜贡献的高分辨率恒星光谱。通过这些资料,研究小组可以确定这颗恒星的温度、表面重力和化学成分。
在这些数据的基础上,该团队运用以下三种方法估算出这颗恒星的年龄:恒星等龄线(质量不同、年龄相同的恒星亮度与温度之间的理论关系)、运动学和化学丰度。通过这三种方法,该团队估计小熊座8的年龄在19 - 35亿年之间,远小于双星合并所需的90亿年高龄。
小熊座8在不同演化年龄的理论等龄线上的位置。分析显示,这颗恒星的年龄为19亿年。
通过两种化学丰度法估算小熊座8的年龄,结果分别为33亿年和35亿年。
扑朔迷离:疑团依旧?
新鲜出炉的研究结果表明,双星合并的假说已经站不住脚了。一切又回到了最初的问题:小熊座8b为何能够存活?
北大的研究小组强调,他们需要做更多的工作才能完全解开这个谜。不过,他们发现小熊座8有一个特性,或许可以提供另一个解释。该团队估测小熊座8的质量是1.7个太阳质量,比之前预估的质量大13%左右。更大的质量意味着主恒星的结构可能比预想中更加紧凑炒股融资融券,而小熊座8b的轨道周期也会对应更大的轨道距离,大到足以让这颗行星在它的恒星边缘勉强存活下来。